Sauerstoff ist eines der wichtigsten Moleküle, das für das Wachstum und die Erhaltung des Lebens benötigt wird. Menschen und andere Säugetiere nehmen Sauerstoff durch die Atmung auf. Wir atmen und atmen Sauerstoff in unsere Lunge ein, die dann über den Blutfluss Sauerstoff in alle Gewebe verteilt. Andere Lebewesen in unserer Welt haben eindeutig keine Lungen, daher können sie diese Methode nicht verwenden, um Sauerstoff durch ihren Körper zu verteilen. Insbesondere die Atmung von Insekten ist interessant zu untersuchen.
Insekten atmen oder sammeln Sauerstoff durch ein verzweigtes Netz von Röhren, die Tracheen genannt werden. Diese Röhren haben Öffnungen, sogenannte Stigmen, die sich am Brustkorb (Brust) und am Bauch befinden. Sauerstoff dringt passiv in die Stigmen ein, fließt die Röhrchen hinunter und landet in einer Flüssigkeit am Boden jedes Röhrchens, die dem Sauerstoff hilft, sich aufzulösen. Diese Flüssigkeit bewegt sich dann in andere Zellen, um andere Zellen im Insektenkörper mit Sauerstoff zu versorgen.
Unter dem Mikroskop kann man sehen, wie Insekten durch ihren Mund atmen oder Luft aufnehmen, aber sie gähnen selten. Und diese Luft durch den Mund versorgt die Zellen nicht mit dem benötigten Sauerstoff, weil Insekten keine Lungen haben. Anstatt Luft im Mund zu verwenden, um die Lunge mit Sauerstoff zu versorgen, kann man sagen, dass Insekten passiv atmen. Sie müssen sich darauf verlassen, dass Sauerstoff um sie herum in ihre Stigmen eintritt und sich in ihren Luftröhren durchsetzt, um die erforderliche Sauerstoffversorgung aller ihrer Zellen zu gewährleisten.
Das faszinierende Thema der Insektenatmung ist, dass Insekten in einer sehr sauerstoffreichen Umgebung theoretisch viel größer werden könnten als die heutigen modernen Versionen. Viele Paläontologen vermuten beispielsweise, dass viele unserer modernen Käfer winzige Versionen im Vergleich zu riesigen Insekten sind, die in prähistorischer Zeit die Erde durchstreift haben könnten. Aufgrund der passiven Atmung von Insekten kann das Leben nicht unterstützt werden, wenn Insekten sehr groß sind, da es keine Möglichkeit gäbe, alle Zellen richtig mit Sauerstoff zu versorgen. Wissenschaftler glauben jedoch, dass die Erde früher einen viel höheren Sauerstoffgehalt hatte, was bedeutet, dass Insekten vermehrt Sauerstoff aufnehmen konnten. Dies allein könnte erklären, warum gruselige Krabbeltiere in der Vergangenheit sehr groß waren – sie hatten mehr Luft zum „Atmen“.
Da der Sauerstoffgehalt auf der Erde abnahm, wäre eine geringere Größe für das Insekt von Vorteil gewesen. Da Insekten nicht so viel atmen konnten, könnte das Überleben davon ausgegangen sein, dass sie kompakter sind, um allen Geweben eine gesunde Sauerstoffversorgung zu bieten. Es sollte jedoch gesagt werden, dass es immer noch einige ziemlich große Insekten auf der Welt gibt. Sie sind jedoch meist nicht so groß wie die in Fossilien gefundenen.
Zum Beispiel wurde angenommen, dass das größte gefundene Libellenfossil vor 250 Millionen Jahren während des Paläozoikums gelebt hat. Seine Flügelspannweite betrug 30 Zoll (76.2 cm) und seine Körperlänge 18 Zoll (45.72 cm). Offensichtlich profitierten die sauerstoffreiche Umgebung und die Art und Weise, wie Insekten atmen, der frühen Libelle, deren Flügelspannweite etwa so groß war, wie ein Kleinkind groß ist.